基于DSP的摩斯码识别系统设计(2)
4.4实验结果分析 33
4.5 小结 39
结 论 40
致 谢 41
参 考 文 献 42
1 绪论
1.1 研究背景
自1837年摩斯码信号问世以来，基于其较强的抗干扰性能和简便灵活的特点，便一直成为军队无线通信的重要组成部分。摩斯码利用“点”、“划”和“间隔”(实际上就是时间长短不一的电脉冲信号)的不同组合来表示字母、数字、标点和符号。
图1.1 标准摩斯信号的时域波形
摩斯码电报在发射端通过手工拍发或者机器拍发，通过高频震荡产生出一系列长短不一的电脉冲信号。
摩斯码通过短波信道传播在传播过程中会受到一系列噪声干扰以及产生信道衰落现象，造成接收端接受信号有忽大忽小不规则现象。接收端接到射频信号后将电脉冲信号经过解码产生音频信号，收报员根据经验对接收到的音频信号进行人工译码。在还没有一个十分成熟的自动检测识别技术的当今，人工译码在信号检测中占据十分重要的地位，但是当信道衰落严重、遇到强噪声干扰，就会使摩斯码信号被掩盖，难以识别。长期工作在这种环境下，人的身心健康会受到很大的影响。因此研制一种能够部分取代人的自动收报机，实现摩斯码信号的自动检测与识别有着十分广阔的应用前景。
1.2 研究内容
本课题在学习摩斯码自动检测与识别基本原理基础上，利用摩斯码信号出现时频带能量的集中的特点，计算其频域方差，由此判断该报文中是否含有摩斯码信号。利用自适应阈值以及二级自适应阈值技术对检测后的摩斯码做降噪处理。其中，摩斯码在时域与频域的相互转换利用到傅里叶变换的基本原理。分析比较了了在采样不同窗移下信号的检测和处理结果。在摩斯码的识别方面根据码速的不同, 动态计算三种间隔信号时间长度的界定值。本文给出了识别算法程序设计流程图及分析说明，利用C语言程序编写出适合摩斯码检测识别的算法，通过CCS（Code Composer Studio）软件将程序加载到ICETEK-C6713-AE评估面板，对所需检测的摩斯码信号进行了实时检测识别处理。
1.3 结构组织框架
本文第一章现阶段对摩斯码研究的基本现状以及本文的研究内容；第二章基于摩斯码本身特点能与噪声信号的不同对摩斯码信号的实时检测方法进行了探讨；第三章在完成对摩斯码的检测与处理后码字识别基本方法的研究；第四章介绍和分析了完成摩斯码信号检测与识别的基本程序，以及其通过CCS进行DSP仿真的运行结果分析。
2 摩斯码信号检测基本原理及算法
信号检测算法的实质就是利用待检测的目标信号与干扰噪声之间某种数字特征的差别，达到将目标信号检测出来的目的。
一个好的检测算法应该具备以下性质[1]。
(1)不管信噪比的高低，都能具有准确的检测能力，对微弱信号仍能具有良好的检测能力；
(2)具有实时性、鲁棒性和较低的计算复杂度。
本文根据摩斯码的基本特性，特别是跟噪声信号不一样的特征，利用算法来提出各自的频域方差特性，从而设计出基本满足以上标准的自动检测算法。
2.1摩斯码信号及噪声信号基本特征
2.1.1 摩斯码时域特征
国际通用的摩斯码报文由特定的49个信息元素构成。包括26个英文字母、10个阿拉伯数字和13个标点符号。摩斯码由若干不同的“ ”、“—”（点划信号）构成。在时域波形上表现为不同时宽的二值时间序列，通过观察可以得到，“ ”和“—”的时长比例约为1:3。